喷射制冷系统关键部件的数值分析

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喷射器是利用流体传递质量和能量的设备，由于其结构简单、无运动部件、性能可靠、运行经济、维修方便等诸多优点，在制冷领域有很多应用。尽管喷射器效率较低，但其可与太阳能相结合，可有效降低使用常规机械压缩制冷设备带来的电力消耗，进而减少资源的消耗和环境污染。因此随着太阳能的利用开发、制冷技术的发展，以及人们对于环境保护意识的增强，国内外学者针对喷射式制冷技术的研究开展了大量的工作 J。

作为喷射制冷系统的核心部件，喷射器内部流场复杂，且实验观测难度较大l5 J。计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)不仅能描绘大致的流场状态，还能提供-些实验不能或者很难测定的信息 。本文利用 FLUENT软件，对喷射器的内部流厨行数值模拟，分析可调喷嘴的喷射器与传统喷射器的热力参数关系，探讨喷嘴结构调节对设备运行的影响，以期更好地服务于喷射制冷系统，实现制冷剂变流量调节。

1数学模型为简化计算，将引射流体的侧向人口简化成轴向环形人口，忽略横向进入喷射器的流体对引射室内流动的扰动，从而喷射器内的流动过程简化为二维流动。采用二阶精度的有限容积法(FVM)离散控制方程，RNG k-e模型模拟流动 中的湍流现象 ，近壁面处使用壁面函数修正法对超音速混合过程进行数值模拟。采用分块结构化网格，保证网格的连续性，以准确捕捉流体流动过程中参数的变化规律。

可调式喷射器及喷嘴简局部计算的几何尺寸和网格示意图如图 1所示。喷射器结构通常分为喷嘴、混合段和扩散段。假设固体壁面绝热、无滑移，工质采用水蒸气真实物性。

图1 可调式喷射器及喷嘴局部的网格划分示意图(单位."llftln)2计算结果分析2.1可调式与固定结构喷射器的流场对比在此对比计算中，采用相同的人口边界条件，工作流体压力为 0.3MPa，引射 流体 压力为0.08MPa，壁面(包括喷嘴内外侧壁面、整个喷射器内壁)假设速度为零，出口流体压力为0.22MPa。

- 32 - 节 能ENERGY CONSERVAT10N2013年第 2期(总第365期)可凋式喷射器与固定结构喷射器在几何轴线上压力的比较如图2所示。在相同的入口条件下，可调式喷射器与固定结构喷射器的沿轴线压力变化趋势相似，但可调式喷射器的压力值较低。

轴 线 ，图2 可调式喷射器与固定结构喷射器的轴线压力比较固定结构喷射器的工作蒸汽流出喷嘴喉口( 120mm处)，由于喷嘴的扩散作用轴线上的压力开始显著降低直至 75kPa(X171FIlTI处)，形成的真空吸入引射蒸汽。受引射蒸汽与工作蒸汽在混合